即車斗舉升系統和制動系統共用一個液壓系統。根據本發明的液壓閥裝置可如此安裝在此液壓系統中，使得閥殼的入口 11被供給以制動冷卻液壓油，出口 12連接至液壓油箱(未圖示)，而先導控制口 41與車斗舉升執行機構的回油管路連接。
[0022]在通常情況下，液壓系統中的壓力正常，不超過預定的閾值。此時，如圖1和2所示，液壓油從閥殼的入口 11流入，并經由阻尼通路21流到閥殼的中間腔室15內。中間腔室15內的液壓油在閥芯20上產生的向下的壓力和閥芯彈簧17對閥芯施加的向下的偏壓力之和大于入口腔室13內的液壓油對閥芯施加的向上的壓力，因此閥芯20被壓靠在閥殼的臺肩16上而處于常閉位置，阻止入口 11和出口 12之間的直接連通。另一方面，由中間腔室15流到閥體30的內腔31中的液壓油及中間彈簧70經第二閥桿80對第二開閉構件90施加的向下的力不足以克服調壓彈簧100對其施加的向上的偏壓力，因此其被偏壓在關閉第二開口 36的位置。此時,先導控制口 41未加載先導控制壓力，因此第一開閉構件50也被由中間腔室15流到閥體30的內腔31中的液壓油及中間彈簧70經第一閥桿60偏壓在關閉第一開口 33的位置。
[0023]若液壓系統中的壓力緩慢升高，由中間腔室15流到閥體30的內腔31中的液壓油的壓力也相應升高。如圖3所示，當該壓力升高到預定值時，其能夠克服調壓彈簧100的偏壓力(例如，被調定為8bar)而將第二開閉構件90從第二開口 36推開，由此內腔31及中間腔室15中的液壓油向下經擋塊38中的通孔和閥芯20中的通路39流到出口 12并流向液壓油箱。由于擋塊38中的通孔的通流截面大于阻尼通路21中的擋塊節流孔的通流截面，故從入口腔室13流入中間腔室15中的液壓油來不及補充從中間腔室經第二開口 36流走的液壓油，使得中間腔室內的壓力降低，與閥芯彈簧17的偏壓力相加也小于入口腔室13內的壓力。由此，入口腔室中的液壓油將閥芯20向上推開，從而從入口 11進入的液壓油能直接快速地經出口 12流出，實現系統的溢流卸荷。
[0024]由此可見，在通常情況下液壓系統中出現比較緩和的壓力波動時，先導控制口 41不加載先導控制壓力，此時根據本發明的液壓閥裝置起到與普通溢流閥相同的作用。
[0025]但是，當液壓系統中的多級液壓缸為了使車斗舉升或下降而逐級伸展或回縮時，缸內液壓油的作用面積會發生突變，由此導致液壓系統中的壓力產生一個突然升高的量。該量與液壓系統中原來存在的、但尚未能將第二開閉構件90從第二開口 36推開的壓力疊力口，使得系統壓力快速上升到一很高的值，從而造成系統中的密封件因過壓而受損。
[0026]然而，根據本發明的液壓閥裝置，使多級液壓缸作動的執行系統一旦開始工作，就會在回油管路中產生回油。此回油將向先導控制口 41施加一先導控制壓力。在先導控制壓力的作用下，如圖4所示，第一開閉構件50從第一開口 33被推開，并進而經由第一閥桿60、中間彈簧70和第二閥桿80克服調壓彈簧100的偏壓力將第二開閉構件90從第二開口36推開。由此閥芯20開啟，使得系統先行放卸至一低壓。這樣，即使多級液壓缸繼續伸展開而導致系統壓力突然升高，其與系統先前的低壓相加也達不到損壞密封件的程度，從而保證了系統的正常工作，節省了更換密封件的成本。
[0027]在第一開閉構件50從第一開口 33被推開后，其向下移動并與止擋面35接合，從而阻斷先導控制口經閥體的內腔31與中間腔室15和出口腔室12的連通。換句話說，先導控制口、液壓油箱口(出口 12)和工作口(入口 11)完全隔離，使得先導控制壓力的波動不會影響液壓閥的其它功能。另外，第一開閉構件50的直徑大于第二開閉構件90的直徑，使得第一開閉構件的先導壓力作用面積大于第二開閉構件的壓力作用面積，由此先導控制壓力不需要很高，這使得閥裝置的開啟響應靈敏，并且不會影響溢流閥的實際調定壓力。此外，借助于第一閥桿、中間彈簧和第二閥桿的結構，還可使得閥裝置緩慢關閉，從而使得系統壓力沖擊減小，提高整機壽命，并有效降低液壓油對密封件的循環沖擊，提高密封件壽命。
[0028]上面借助具體實施例對本發明的液壓閥裝置進行了描述。對于本領域技術人員而言顯而易見的是，在不脫離本發明的范圍或精神的情況下，可對上文所公開的實施例作出各種修改和變型。本說明書及其公開的示例應被認為只是示例性的，本發明的真正范圍由所附權利要求及其等同物限定。
【主權項】
1.一種液壓閥裝置(1)，包括: 閥殼(10)，所述閥殼限定有供液壓流體進入和流出的入口(11)和出口(12)； 設置在所述閥殼內的閥芯(20)，所述閥芯在所述閥殼的內部限定出與所述入口連通的入口腔室(13)、與所述出口連通的出口腔室(14)和一中間腔室(15)，并且能在阻斷所述入口腔室與出口腔室的連通的常閉位置和允許所述入口腔室與出口腔室的連通的打開位置之間移動，所述入口腔室經所述閥芯內設置的阻尼通路(21)與所述中間腔室連通； 伸入所述閥殼內的閥體(30)，所述閥體限定有與所述中間腔室(15)連通的內腔(31)，所述內腔具有與先導控制口(41)連通的第一開口(33)和與所述出口腔室(14)連通的第二開口(36)，所述第二開口和所述出口腔室之間的最小通流截面大于所述阻尼通路(21)的最小通流截面； 彼此同軸地順次相接的第一開閉構件(50)、第一閥桿￠0)、中間彈簧(70)、第二閥桿(80)、第二開閉構件(90)和調壓彈簧(100)，所述第一和第二閥桿能在所述閥體的內腔(31)中沿軸向被可移動地引導， 其中，在所述先導控制口(41)未加載先導控制壓力的情況下，所述閥體的內腔中的液壓流體和所述中間彈簧(70)經所述第一閥桿￠0)將所述第一開閉構件(50)偏壓成關閉所述第一開口(33)，所述第二開閉構件(90)在由所述入口(11)流到所述閥體的內腔中的液壓流體的壓力小于預定值時被所述調壓彈簧(100)偏壓成關閉所述第二開口(36)，而在該液壓流體的壓力大于所述預定值時克服所述調壓彈簧的偏壓力從所述第二開口被推開，并且 其中，在所述先導控制口(41)加載有先導控制壓力的情況下，先導控制壓力將所述第一開閉構件(50)從所述第一開口(33)推開，并經由所述第一閥桿(60)、中間彈簧(70)和第二閥桿(80)將所述第二開閉構件(90)從所述第二開口(36)推開。2.根據權利要求1所述的液壓閥裝置(1)，其中，所述第一開閉構件(50)和第二開閉構件(90)被構造為球形件，并且在所述第一開口(33)和第二開口(36)分別設置有能與所述球形件接合的錐形面(34 ；37)。3.根據權利要求2所述的液壓閥裝置(I)，其中，所述第一開閉構件(50)的直徑大于所述第二開閉構件(90)的直徑。4.根據權利要求1至3中任一項所述的液壓閥裝置(I)，其中，在所述閥體的內腔中設有止擋面(35)，在先導控制壓力將所述第一開閉構件(50)從所述第一開口(33)推開的情況下所述第一開閉構件與所述止擋面接合以阻斷所述先導控制口(41)經所述閥體的內腔(31)與所述中間腔室(15)和所述出口腔室(14)的連通。5.根據權利要求1至3中任一項所述的液壓閥裝置(I)，其中，所述第一開閉構件(50)與所述第一閥桿(60)形成為一體，和/或所述第二開閉構件(90)與所述第二閥桿(80)形成為一體。6.根據權利要求1至3中任一項所述的液壓閥裝置(I)，其中，所述閥殼(10)、閥芯(20)和閥體(30)都呈大體筒狀并且彼此同軸地順次嵌套設置，所述第二開口(36)經由在所述閥芯的壁中形成的通路(39)與所述出口腔室(14)連通。7.根據權利要求6所述的液壓閥裝置(I)，其中，所述入口(11)設置在所述閥殼(10)的端壁中，所述出口(12)設置在所述閥殼的周壁中。8.一種液壓系統，該液壓系統包括根據權利要求1至7中任一項所述的液壓閥裝置⑴。9.一種機器，該機器具有根據權利要求8所述的液壓系統。10.根據權利要求9所述的機器，其中，該機器為包括車斗的非公路裝載機，在所述液壓系統的所述液壓閥裝置(I)中，所述入口(11)被供給以制動冷卻液壓油，所述出口(12)連接至液壓油箱，而所述先導控制口(41)與車斗舉升執行機構的回油管路連接。
【專利摘要】本發明涉及液壓閥裝置及包括其的液壓系統和機器。液壓閥裝置包括：閥殼；在閥殼內限定出入口腔室、出口腔室和中間腔室并能在常閉位置和打開位置之間移動的閥芯，入口腔室與中間腔室連通；限定有與中間腔室連通的內腔的閥體，內腔具有與先導控制口連通的第一開口和與出口腔室連通的第二開口；彼此同軸地順次相接的第一開閉構件、第一閥桿、中間彈簧、第二閥桿、第二開閉構件和調壓彈簧。在未加載先導控制壓力時，第一開閉構件關閉第一開口，第二開閉構件根據液壓流體的壓力選擇性地關閉或打開第二開口，而在加載有先導控制壓力時，先導控制壓力將第一開閉構件從第一開口推開，并經由第一閥桿、中間彈簧和第二閥桿將第二開閉構件從第二開口推開。
【IPC分類】F15B20/00, E02F9/22, F15B13/02
【公開號】CN105587700
【申請號】CN201410557706
【發明人】黃長發, 桑成林, 吳海峰, 周暢
【申請人】卡特彼勒公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2014年10月20日